隨著時代的進步，科技的發展，互聯網已經成為了人們生活中的必需品。互聯網作為掌握資訊，了解最新動態的渠道，逐漸成為社會和經濟發展的重要推動力以及取得經濟發展的重要生產要素，它正在改變著人們的工作、學習以及生活。 不過對于電影、電視等視頻文件的播放來講，傳統的顯示器很難達到預計的顯示效果，于是各大廠商開始將互聯網功能植入電視機當中。近日，筆者走訪各大賣場，采訪了許多正在選購電視機的消費者，從他們口中了解到，擁有互聯網功能的液晶電視非常受用戶的喜愛。其實互聯網電視簡單的說就是一種擁有網絡功能的電視產品，可以通過網絡連接，進行在線下載，在線聽歌，在線視頻等多項網絡應用。而目前的互聯網電視又根據技術可以細分為局域網瀏覽、在線資訊查詢、在線直播三大類，本文著重研究基于流媒體技術的網絡電視的應用和發展。

IPTV即交互式網絡電視，是一種利用寬帶有線電視網，集互聯網、多媒體、通訊等多種技術于一體；向家庭用戶提供包括數字電視在內的多種交互式服務的嶄新技術。用戶在家中可以有兩種方式享受IPTV服務：（1）計算機，（2）網絡機頂盒+普通電視機。它能夠很好地適應當今網絡飛速發展的趨勢，充分有效地利用網絡資源。IPTV既不同于傳統的模擬式有線電視，也不同于經典的數字電視。因為，傳統的和經典的數字電視都具有頻分制、定時、單向廣播等特點；盡管經典的數字電視相對于模擬電視有許多技術革新；但只是信號形式的改變；而沒有觸及媒體內容的傳播方式。

1流媒體的技術

1.1 流媒體技術的原理

所謂流媒體是指采用流式傳輸的方式在Internet播放的媒體格式。 流媒體又叫流式媒體，它是指商家用一個視頻傳送服務器把節目當成數據包發出，傳送到網絡上。用戶通過解壓設備對這些數據進行解壓后，節目就會像發送前那樣顯示出來。這個過程的一系列相關的包稱為"流".流媒體實際指的是一種新的媒體傳送方式，而非一種新的媒體。流媒體技術全面應用后，人們在網上聊天可直接語音輸入；如果想彼此看見對方的容貌、表情，只要雙方各有一個攝像頭就可以了；在網上看到感興趣的商品，點擊以后，講解員和商品的影像就會跳出來；更有真實感的影像新聞也會出現。

流式傳輸方式則是將整個A/V及3D等多媒體文件經過特殊的壓縮方式分成一個個壓縮包，由視頻服務器向用戶計算機連續、實時傳送。在采用流式傳輸方式的系統中，用戶不必像采用下載方式那樣等到整個文件全部下載完畢，而是只需經過幾秒或幾十秒的啟動延時即可在用戶的計算機上利用解壓設備（硬件或軟件）對壓縮的A/V、3D等多媒體文件解壓后進行播放和觀看。此時多媒體文件的剩余部分將在后臺的服務器內繼續下載。

流式傳輸的實現需要緩存。因為Internet以包傳輸為基礎進行斷續的異步傳輸，對一個實時A/V源或存儲的A/V文件，在傳輸中它們要被分解為許多包，由于網絡是動態變化的，各個包選擇的路由可能不盡相同，故到達客戶端的時間延遲也就不等，甚至先發的數據包還有可能后到。為此，使用緩存系統來彌補延遲和抖動的影響，并保證數據包的順序正確，從而使媒體數據能連續輸出，而不會因為網絡暫時擁塞使播放出現停頓。通常高速緩存所需容量并不大，因為高速緩存使用環形鏈表結構來存儲數據：通過丟棄已經播放的內容，流可以重新利用空出的高速緩存空間來緩存后續尚未播放的內容。--流式傳輸的實現需要合適的傳輸協議。由于TCP需要較多的開銷，故不太適合傳輸實時數據。在流式傳輸的實現方案中，一般采用HTTP/TCP來傳輸控制信息，而用RTP/UDP來傳輸實時聲音數據。流式傳輸的過程一般是這樣的：用戶選擇某一流媒體服務后，Web瀏覽器與Web服務器之間使用HTTP/TCP交換控制信息，以便把需要傳輸的實時數據從原始信息中檢索出來；然后客戶機上的Web瀏覽器啟動A/VHelper程序，使用HTTP從Web服務器檢索相關參數對Helper程序初始化。這些參數可能包括目錄信息、A/V數據的編碼類型或與A/V檢索相關的服務器地址。

A/VHelper程序及A/V服務器運行實時流控制協議（RTSP），以交換A/V傳輸所需的控制信息。與CD播放機或VCRs所提供的功能相似，RTSP提供了操縱播放、快進、快倒、暫停及錄制等命令的方法。A/V服務器使用RTP/UDP協議將A/V數據傳輸給A/V客戶程序（一般可認為客戶程序等同于Helper程序），一旦A/V數據抵達客戶端，A/V客戶程序即可播放輸出。

需要說明的是，在流式傳輸中，使用RTP/UDP和RTSP/TCP兩種不同的通信協議與A/V服務器建立聯系，是為了能夠把服務器的輸出重定向到一個不同于運行A/VHelper程序所在客戶機的目的地址。實現流式傳輸一般都需要專用服務器和播放器，其基本原理如圖所示。

1.2 流媒體技術的實現過程

流媒體系統包括以下五個方面的內容：

（1）編碼工具：用于創建、捕捉和編輯多媒體數據，形成流媒體格式。

（2）流媒體數據。

（3）服務器：存放和控制流媒體的數據。

（4）網絡：適合多媒體傳輸協議甚至是實時傳輸協議的網絡。

（5）播放器：供客戶端瀏覽流媒體文件。

這五個部分有些是網站需要的，有些是客戶端需要的，而且不同的流媒體標準和不同公司的解決方案會在某些方面有所不同。

在運用流媒體技術時，音視頻文件要采用相應的格式，不同格式的文件需要用不同的播放器軟件來播放，所謂"一把鑰匙開一把鎖".目前，采用流媒體技術的音視頻文件主要有三大"流派",即RealNetworks公司的RealMedia、Microsoft的Windows Media和Apple公司的QItickTime.

按照內容提交的方式，流媒體可以分為兩種：實況流媒體廣播（即Web廣播）和由用戶按需訪問的存檔的視頻和音頻。不論是哪一種類型的流媒體，其實現從攝制原始鏡頭到媒體內容的回放都要經過一定的過程。下面以RealMedia為例說明流媒體的制作、傳輸和使用的過程：

（1）采用視頻捕獲裝置對事件進行錄制。

（2）對獲取的內容進行編輯，然后利用視頻編輯硬件和軟件對它進行數字化處理。

（3）經數字化的視頻和音頻內容被編碼為流媒體格式。

（4）媒體文件或實況數據流被保存在安裝了流媒體服務器軟件的宿主計算機上。

（5）用戶點擊網頁請求視頻流或訪問流內容的數據庫。

（6）宿主服務器通過網絡向最終用戶提交數字化內容。

（7）最終用戶利用桌面或移動終端上的顯示媒體內容的播放程序進行回放和觀看。

由于流媒體技術在一定程度上突破了網絡帶寬對多媒體信息傳輸的限制，因此被廣泛運用于網上直播、網絡廣告、視頻點播、遠程教育、遠程醫療、視頻會議、企業培訓、電子商務等多種領域。

1.3 流式傳輸的基礎

在網絡上傳輸音/視頻等多媒體信息，目前主要有下載和流式傳輸兩種方案。A/V文件一般都較大，所以需要的存儲容量也較大；同時由于網絡帶寬的限制，下載常常要花數分鐘甚至數小時，所以這種處理方法延遲也很大。流式傳輸時，聲音、影像或動畫等時基媒體由音視頻服務器向用戶計算機的連續、實時傳送，用戶不必等到整個文件全部下載完畢，而只需經過幾秒或十數秒的啟動延時即可進行觀看。當聲音等時基媒體在客戶機上播放時，文件的剩余部分將在后臺從服務器內繼續下載。流式不僅使啟動延時成十倍、百倍地縮短，而且不需要太大的緩存容量。流式傳輸避免了用戶必須等待整個文件全部從Internet上下載才能觀看的缺點。流媒體指在Internet/Intranet中使用流式傳輸技術的連續時基媒體，如：音頻、視頻或多媒體文件。流式媒體在播放前并不下載整個文件，只將開始部分內容存入內存，流式媒體的數據流隨時傳送隨時播放，只是在開始時有一些延遲。流媒體實現的關鍵技術就是流式傳輸。流式傳輸定義很廣泛，現在主要指通過網絡傳送媒體（如視頻、音頻）的技術總稱。其特定含義為通過Internet 將影視節目傳送到PC機。實現流式傳輸有兩種方法：實時流式傳輸（Realtime streaming）和順序流式傳輸（progressive streaming）。一般說來，如視頻為實時廣播，或使用流式傳輸媒體服務器，或應用如RTSP的實時協議，即為實時流式傳輸。如使用HTTP服務器，文件即通過順序流發送。采用哪種傳輸方法依賴你的需求。當然，流式文件也支持在播放前完全下載到硬盤。

2 流式技術的主要解決方案

由于其成熟穩定的技術性能，互聯網巨人美國在線（AOL）、ABC、AT&T、Sony和Time Life等公司和網上主要電臺都使用：RealSystem向世界各地傳送實時影音媒體信息以及實時的音樂廣播。在我國，大量的影視、音樂點播和春節晚會、昆明世博會開幕式的網上直播都采用了RealSystem系統。

Windows Media Technology是Microsoft提出的信息流式播放方案，其主要目的是在Internet和Intra-net上實現包括音頻、視頻信息在內的多媒體流信息的傳輸。其核心是ASF文件，ASF是一種包含音頻、視頻、圖像以及控制命令、腳本等多媒體信息在內數據格式，通過分成一個個的網絡數據包在Internet上傳輸，實現流式多媒體內容發布。因此，把在網絡上傳輸的內容就稱為ASF Stream.ASF支持任意的壓縮/解壓縮編碼方式，并可以使用任何一種底層網絡傳輸協議，具有很大的靈活性。Microsoft已將Windows Media技術捆綁在Windows 2000中，并打算將ASF用作將來的Windows版本中多媒體內容的標準文件格式，這無疑將對Internet特別是流式技術的應用和發展產生重大影響。

Windows Media Technology由Media Tools、Media Server和Media Player工具構成。Media Tools是整個方案的重要組成部分，它提供了一系列的工具幫助用戶生成ASF、格式的多媒體流，分創建工具和編輯工具兩種，創建工具主要用于生成ASF格式的多媒體流，包括Media Encoder,Author,VidToASF,WavToASF,Presen-ter五個工具；編輯工具主要對ASF格式的多媒體流信息進行編輯與管理，包括后期制作編輯工具ASF Indexer與ASFChop,以及對ASF流進行檢查并改正錯誤的ASF-Check.Media Server可以保證文件的保密性，不被下載，并使每個使用者都能以最佳的影片品質瀏覽網頁，具有多種文件發布形式和監控管理功能。Media Player則提供強大的流信息的播放功能。

Apple公司于1991年開始發布QuickTime,它幾乎支持所有主流的個人計算平臺和各種格式的靜態圖像文件、視頻和動畫格式，具有內置Web瀏覽器插件技術，支持IETF流標準以及RTP,RTSP,SDP,FTP和HTTP等網絡協議。通過好萊塢影視城檢索到的許多電影新片片段，都是以QuickTime格式存放的。

QltickTime包括服務器、帶編輯功能的播放器QuickTime Player、制作工、圖像瀏覽器以及使Internet瀏覽器能夠播放QuickTime影片的QuickTime插件。QuickTime 4支持兩種類型的流：實時流和快速啟動流。使用實時流的QuickTime影片必須從支持QuickTime流的服務器上播放，是真正意義上的Streaming Media,使用實時傳輸協議（RTP）傳輸數據。快速啟動影片可以從任何Web Server上播放，使用超文本傳輸協議（HTTP）或文件傳輸協議（FTP）傳輸數據。

目前，FOX新聞在線、FOX體育在線、BBCWORLD、氣象頻道等機構都加入QuickTime內容供應商行列，使用QuickTime技術制作實況轉播節目除了上述的流媒體技術的三種主要格式外，在多媒體課件和動畫方面的流媒體技術還有Macromedia的Shock-wave技術和MeataCreation公司的Meta Stream技術。

通過Shockwave技術可以方便地在Web頁面中加入圖像、動畫以及交互式界面等操作。利用這種Streaming Shockwave,即通過流的方式使用戶在客戶端實現邊下載邊播放的功能，節省了等待時的時間。Shockwave與Macromedia產品緊密聯系在一起，包括Flash,Shockwave for Authorware,Shockwave for Di-rector等技術。

3 流媒體技術在網絡電視中的應用

目前我國通信事業正在迅猛地發展，用戶對信息服務的要求越來越高，特別是寬帶視頻信息。可以說中國已基本具備了大力發展IPTV的技術條件和市場條件，而且IPTV網絡電視市場競爭越來越激烈。市場競爭競爭對普通的消費者比較有利，拋開這些不管，這里關心的是怎樣才能實現網絡電視。對于一般的用戶來說，一般是采用網絡機頂盒+普通電視機。如圖2所示，電腦與機頂盒共用一臺ADSL Modem寬帶上網。通常ADSL用戶的電腦和ADSL Modem都在一個地方，因此，ADSL Modem引出五類網線連接到機頂盒上。考慮到大多數ADSL Modem只有一個10BaseT網口，因此要多加一個HUB.網絡電視可以提供遠程教育、視頻點播、網絡直播、視頻會議等服務，使人們的生活更加豐富多彩，下面就從這幾個方面探討流媒體的應用。

3.1 遠程教育

遠程教育是學生與教師、學生與教育組織之間主要采取多種媒體方式進行系統教學和通信聯系的教育形式，是將課程傳送給校園外的一處或多處學生的教育。現代遠程教育則是指通過音頻、視頻（直播或錄像）以及包括實時和非實時在內的計算機技術把課程傳送到校園外的教育。現代遠程教育是隨著現代信息技術的發展而產生的一種新型教育方式。計算機技術、多媒體技術、通信技術的發展，特別是因特網（internet）的迅猛發展，使遠程教育的手段有了質的飛躍，成為高新技術條件下的遠程教育。現代遠程教育是以現代遠程教育手段為主，兼容面授、函授和自學等傳統教學形式，多種媒體優化組合的教育方式。

現代遠程教育可以有效地發揮遠程教育的特點，是一種相對于面授教育、師生分離、非面對面組織的教學活動，它是一種跨學校、跨地區的教育體制和教學模式，它的特點是：學生與教師分離；采用特定的傳輸系統和傳播媒體進行教學；信息的傳輸方式多種多樣；學習的場所和形式靈活多變。與面授教育相比，遠距離教育的優勢在于它可以突破時空的限制；提供更多的學習機會；擴大教學規模；提高教學質量；降低教學的成本。基于遠程教育的特點和優勢，許多有識之士已經認識到發展遠程教育的重要意義和廣闊前景。

3.2 寬帶網視頻點播

在前面的遠程教育中曾經提到過VOD視頻點播，視頻點播技術已經不是什么新鮮的概念了，最初的VOD應用于卡拉OK點播，當時的VOD系統是半自動的需要人工參與。隨著計算機的發展，VOD技術逐漸應用于局域網及有線電視網中，此時的VOD技術趨于完善，但有一個困難阻礙了VOD技術的發展，那就是音視頻信息的龐大容量。這樣服務器端不僅需要大量的存儲系統，同時還要負荷大量的數據傳輸，導致服務器根本無法進行大規模的點播。同時由于局域網中的視頻點播覆蓋范圍小，用戶也無法通過互聯網等網絡媒介收聽或觀看局域網內的節目。此時流媒體技術的出現，在視頻點播方面完全可以遺棄局域網而使用互聯網，由于流媒體經過了特殊的壓縮編碼，使得它很適合在互聯網上傳輸。客戶端采用瀏覽器方式進行點播，基本無需維護。由于采用了先進的機群技術，可對大規模的并發點播請求進行分布式處理，使其能適應大規模的點播環境。

隨著寬帶網和信息家電的發展，流媒體技術會越來越廣泛地應用于視頻點播系統，也許有一天你也可以在自己的家中欣賞到與電視節目相當的流式視頻節目。就當前而言，很多大型的新聞娛樂媒體都在Internet上提供基于流技術的音視頻節目，如國外的CNN、CBS以及我國的中央電視臺、北京電視臺等，有人將這種In-ternet上的播放節目稱之為"Webcast".

3.3 互聯網直播

也許大家只聽說過現場直播、衛星轉播之類的名詞，對于互聯網直播（或稱為網絡直播）的概念還并不太熟悉，隨著互聯網的普及網民越來越多，從互聯網上直接收看體育賽事、重大慶典、商貿展覽成為很多網民的愿望。而很多廠商希望借助網上直播的形式將自己的產品和活動傳遍全世界，這也許是任何一種媒體都不能達到的。這一切都促成了互聯網直播的形成。但是網絡帶寬問題一直困擾著互聯網直播的發展，不過隨著寬帶網的不斷普及和流媒體技術的不斷改進，互聯網直播已經從實驗階段走向了實用階段，并能夠提供較滿意的音、視頻效果。流媒體技術在互聯網直播中充當著重要的角色，首先流媒體實現了在低帶寬的環境下提供高質量的影音。其次，像Real公司的SureStream這樣的智能流技術可以保證不同連接速率下的用戶可以得到不同質量的影音效果。此外，流媒體的Multicast（多址廣播）技術可以大大減少服務器端的負荷，同時最大限度地節省了帶寬。無論從技術上還是從市場上考慮，現在互聯網直播是流媒體眾多應用中最成熟的一個。已經有很多公司提供網上直播服務，每年一度的《春節晚會》就提供網上現場直播。

3.4 視頻會議

市場上的視頻會議系統有很多，這些產品基本都支持TCP/IP網絡協議，但采用流媒體技術作為核心技術的系統并不占多數。視頻會議技術上涉及到數據采集、數據壓縮、網絡傳輸等多項技術。流媒體并不是視頻會議必須的選擇，但是流媒體技術的出現為視頻會議的發展起了很重要的作用。采用流媒體格式傳數影音，使用者不必等待整個影片傳送完畢，就可以實時的連續不斷的觀看，這樣不但改善觀看前的等待問題，也可以達到即時的效果。雖然損失了一些畫面質量，但就視頻會議來講，并不需要很高的音視頻質量。視頻會議是流媒體的一個商業用途，通過流媒體還可以進行點對點的通信，最常見的例子就是可視電話。只要有一臺已經接入互聯網的電腦和一個攝像頭，就可以與世界任何地點的人進行音視頻的通信。此外，大型企業可以利用基于流技術的視頻會議系統來組織跨地區的會議和討論，從而節省大量的開支。一個實際的例子是美國第二大證券交易商從1998年開始，采用Starlight Network公司提供的流技術方案，為其分布在全球500多個城市和地區的分公司經紀人和投資咨詢員實時提供到桌面的財經新聞，使他們的客戶獲取更多的投資利潤。

4 結 語

隨著網絡通信的不斷發展，IPTV必將成為發展趨勢，流媒體技術作為IPTV的關鍵技術之一，它的發展和應用倍受關注。雖然流媒體服務系統和傳統的網絡文件服務系統有許多相似之處，但是，流媒體技術更為強調對高速、穩定和邊疆的尋體流的訪問支持，以及對不同媒體同步的支持，從而確保媒體數據以最小的時延到達并在本地終端同步回放。由于當前的流媒體服務系統存在著對連續性、實時性的嚴格要求以及對數據巨量需要，現階段的網絡尚有些免為其難。隨著計算機網絡的進一步發展，網絡帶寬的不斷擴大，網絡多媒體平臺將不斷完善，流媒體技術必將會在未來的網絡應用中發揮更大的作用。正如當初圖像處理要求對計算機的影響一樣，可以預見，流媒體服務系統也將對網絡和終端的硬件和軟件設計產生重大影響。